Протуберанцями називаються величезні освіти в короні Сонця. Неозброєним оком вони спостерігаються, як плями на Сонці.
Темні плями на Сонці вперше помічені давньо-китайськими астрономами (природно, неозброєним оком). Самим раннім згадкою про спостереження сонячних плям неозброєним оком вважаються записи Гань Де, одного з трьох перших відомих астрономів Стародавнього Китаю, який жив у 4 столітті до н.е. Його сучасники Ши Шень і У Сянь склали перший великий зоряний каталог. Наступна згадка про спостереження за сонячними плямами відноситься до 165 році до н. е. В енциклопедії «Нефритовий океан» говориться, що саме в тому році на Сонці з'явився ієрогліф «ван»: пляма виглядало не круглим, а хрестоподібним, схожим на письмовий знак. На думку китайських астрономів, це перше зареєстроване сонячна пляма. Починаючи з 10 травня 28 г. до н. е. кожне нове пляма заноситься в багатотомні літописі імператорського Китаю.
Першим європейським астрономом, хто спостерігав плями на Сонці, як прийнято вважати в історії науки, був Галілео Галілей, йому ж приписується винахід, або, принаймні, перше застосування телескопа. Однак ні те, ні інше не зовсім вірно. Галілей не винайшов телескопа, а лише відстоював користь його застосування для вивчення Всесвіту. Що стосується сонячних плям, то перша згадка про них в європейській літературі зустрічається в роботі Ейнгарда «Життя Карла Великого" (807 м). Пізніше їх спостерігали арабські вчені Абу-ль-Фадль Джафар ібн аль-Муктафі в 840 р і Ібн- Рушд в 1196, а також італійські астрономи в 1457 Галілей визначив період обертання Сонця, спостерігаючи за рухом плями по диску Сонця. Виявилося, що швидкість обертання речовини Сонця на різних широтах різна. Сонце обертається не як тверде тіло.
У виникненні темних плям немає нічого незвичайного. Сонце - це величезний вируючий "котел" плазми. Всередині воно гаряче, зовні - холодніше. Через це перепаду температур виникають конвекційні потоки - остиглі маси йдуть вглиб, а на їх місце піднімаються більш гарячі. Все було б добре, якби цього процесу не заважало сильне магнітне поле Сонця. Виявляється, що магнітні вихори можуть локально призупинити конвекцію, не дати остившім масам опуститися. В результаті, ця область на сонячній поверхні буде холодніше оточуючих, і тому буде виглядати темніше. Це і є темна пляма.
Щільність і температура протуберанців така ж, як і речовини хромосфери (зовнішньої оболонки Сонця), але на тлі гарячої корони протуберанці - холодні і щільні освіти. Температура протуберанців близько 20 000 К. Деякі з них існують в короні кілька місяців, інші, що з'являються поруч з плямами, швидко рухаються зі швидкостями близько 100 км / с і існують кілька тижнів. Окремі протуберанці рухаються з ще більшими швидкостями і раптово взриваются- вони називаються вулканічними.
Розміри протуберанців можуть бути різними. Типовий протуберанець має висоту близько 40 000 км і ширину близько 200 000 км. Дугоподібні протуберанці досягають розмірів 800000 км. Зареєстровані і рекордсмени серед протуберанців, їх розміри перевищували 3 000 000 км.
Сонячне пляма - область фотосфери (найбільш глибокі і самі щільні шари атмосфери зірки) з потужним магнітним полем, і його складна структура обумовлена магнітогідродинамічними ефектами в плазмі. У плямі крім тіні і півтіні простежується тонка структура, що є, в кінцевому рахунку, видозміненій структурою Сонця поза активної зони. Яскраві точки в тіні пов'язані з грануляцією Сонця, багато світлові мости - з факелами.
Число плям на Сонці в різні роки різна. Для характеристики активності Сонця використовують числа Вольфа, враховують кількість одиночних плям і груп плям на Сонці. Виявилося, що ці числа змінюються з циклом приблизно 11 років, хоча в 20 столітті середній період був ближче до 10 років. На початку 11-річного циклу плями в невеликій кількості починають з'являтися на порівняно високих широтах (35 - 40 градусів), а за тим поступово зонапятнообразованія спускається до екватора, до широти плюс 10 - мінус 10 градусів, але на самому екваторі плям, як правило , не буває. Оскільки магнітна полярність північного і південного півкулі Сонця змінюється кожні одинадцять років, полярність плям в північній та південній півкулі змінюється також кожні одинадцять років, то Сонце називають магніто-змінною зіркою з циклом в 22 роки.
Сонячні плями іноді бувають видно на його диску навіть неозброєним оком. Удавана чорнота цих утворень викликана тим, що їх температура приблизно на 1500 градусів нижче температури навколишнього їх фотосфери (і відповідно безперервне випромінювання від них набагато менше). Одиночне розвинене пляма складається з темного овалу - так званої тіні плями, оточеного більш світлої волокнистої полутенью. Нерозвинені дрібні плями без півтіні називають порами. Найчастіше плями і пори утворюють складні групи.
Типова група плям спочатку виникає у вигляді однієї або декількох пір в області невозмущенной фотосфери. Більшість таких груп зазвичай зникають через 1-2 доби. Але деякі послідовно ростуть і розвиваються, утворюючи досить складні структури. Сонячні плями можуть бути більше в діаметрі ніж Земля.Оні часто об'єднуються в группи.Оні формується за кілька днів і зазвичай зникають за неделю.Некоторие великі плями, хоча, можуть зберігатися на протязі місяця. Великі групи сонячних плям більш активні ніж маленькі групи або окремі плями.
Сонячна активність дуже сильно впливає на життя на Землі. Першим цей зв'язок почав досліджувати А.Л.Чижевский. Перше спостереження, зроблене вченим, датується червнем 1915 року. На Півночі сяяли полярні сяйва, що спостерігалися як у Росії, так і в Північній Америці, а "магнітні бурі безперервно порушували рух телеграм". Якраз в цей період вчений звертає увагу на те, що підвищена сонячна активність збігається з кровопролиттям на Землі. І дійсно, відразу після появи великих плям на Сонці на багатьох фронтах Першої світової посилилися військові дії. Він присвятив цим дослідженням все своє життя, і, тим не менш, його книга "У ритмі Сонця" залишилася недописаної і вийшла тільки в 1969р., Через 4 роки після смерті автора. Він звернув увагу на зв'язок між збільшенням сонячної активності і земними катаклізмами.
Повертаючись до Сонця то одним, то іншим своїм півкулею, Земля отримує енергію. Цей потік можна представити у вигляді біжучої хвилі: там, де падає світло - її гребінь, де темно - провал. Іншими словами, енергія то прибуває, то убуває.
Сонце змінює стан магнітосфери і атмосфери Землі. Магнітні поля і потоки частинок, які йдуть від сонячних плям, досягають Землі та впливають насамперед на мозок, серцево-судинну і кровоносну системи людини, на її фізичний, нервовий та психологічний стан. Високий рівень сонячної активності, його швидкі зміни збуджують людини, а тому й колектив, клас, суспільство, особливо, коли є спільні інтереси і зрозуміла і сприйнята ідея.
Зараз сонячно-земні зв'язки вивчаються дуже активно. З'явилися нові науки - геліобіологія, сонячно-земна фізика, - які досліджують взаємозв'язок життя на Землі, погоди, клімату з проявами сонячної активності. Останній максимум числа плям на Сонці спостерігався в 2000 - 2001 році.
В даний час астрономи говорять, що наше світило стає все більш яскравим і спекотним. Це пов'язано з тим, за останні 90 років активність його магнітного поля збільшилася більш ніж удвічі, причому найбільше зростання відбулося за останні 30 років. Зараз вчені можуть передбачати сонячні спалахи, що дає можливість завчасно підготуватися до можливих збоїв у роботі радіо- і електромереж.
Сильна сонячна активність може призвести до того, що на Землі вийдуть з ладу лінії електропередач, зміняться орбіти супутників, які забезпечують роботу систем зв'язку, "направляють" літаки і океанські лайнери. Сонячне "буйство" зазвичай характеризується потужними спалахами і появою безлічі тих самих плям.
У 1980 році з'явилася методика, що дозволяє виявляти наявність плям в фотосфери інших зірок. Виявилося, що у багатьох зірок спектрального класу G і К є плями, схожі з сонячними, з магнітним полем того ж порядку. Зареєстровані і вивчаються цикли активності таких зірок. Вони близькі до сонячного циклу і складають 5 - 10 років.
При підготовці статті використовувалися матеріали сайтів:
- - стаття "Плями на Сонці"
- - стаття "Плями на поверхні Сонця"
- - стаття "Яка історія і функція темної плями на Сонці?"
- - стаття "Дивовижний сонячний протуберанець"
Додатково від Genon: